调制传递函数

摘要： 本文主要分析了在对镜头成像系统进行MTF评价时的各个影响因子,重点研究了滤波处理、锐化算法、边缘图片的倾角、对比度以及噪声等对于MTF处理结果的影响,以期排除无关因素的影响获得对镜头成像系统的最佳评估。

摘要： 大气湍流效应是严重影响航空光电侦察系统图像质量的重要因素之一。从大气湍流参数描述出发,研究了大气湍流对光学系统成像质量的影响机理,分析了大气湍流影响光学系统调制传递函数(modulation transfer function,MTF)的影响因素,建立了大气湍流影响光学系统成像MTF的理论模型。仿真结果表明,在大气湍流影响下,光学系统光瞳口径与大气相干直径的比值对光学系统成像MTF影响较大。通过光学系统地面外场实验图像测试对比,验证了实际光学系统受到大气湍流影响后的成像MTF理论模型。研究结果可为大气湍流影响下的航空光电侦察系统设计及提升其成像质量提供理论支持。

摘要： 紫外像增强器是紫外成像系统的核心器件,其成像质量决定了对紫外光学信号的探测和成像能力。调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)反映了系统对图像不同频率信息的传递能力,是像质评定的一种客观指标。本文基于狭缝成像和傅里叶分析的调制传递函数测试原理,设计了一套紫外像增强器的调制传递函数测试系统。然后对3支紫外像增强器进行了调制传递函数测试实验,得到3支紫外像增强器的MTF曲线截止频率均在32~34lp/mm之间,并根据MTF曲线对3支紫外像增强器成像质量进行对比分析。最后经过重复测试得到几个重要频率点MTF测试值的标准差均低于0.02。

摘要： CMOS图像传感器(CIS, CMOS image sensor)相机是照相装置中常用的成像设备。在核工业环境下的监控过程中,CIS易受γ辐射影响产生噪声,影响图像的成像分辨率,有必要从系统角度评估CIS相机抗辐照能力。通过利用^(60)Co-γ放射源对CIS相机进行辐照实验,分别得到了典型CIS相机的噪声与图像分辨率和辐射剂量的函数关系,进而求出满足相应分辨率条件下CIS相机的辐照剂量上限。研究结果显示,对于相机成像图片目标区域的最小灰度值区域噪声数量占比σ≤2%,CIS相机电离总剂量(total ionizing dose, TID)小于150 krad(Si),相机分辨率没有明显降低。并且在通过ISO 12233:2014 eSFR测试相机分辨率中发现,利用基于楔形图获取混淆的开始频率测试法评估辐照相机分辨率参数比SFR测试法更具合理性。

摘要： 针对环形合成孔径成像系统在成像过程中产生噪声和图像模糊的问题,设计了一种基于Laplacian算子和参数维纳滤波的图像复原技术。针对环形合成孔径的成像退化特点,先对退化图像进行锐化处理,再使用参数维纳滤波对处理后的图像进行复原,同时对比传统的维纳滤波复原算法,以环形合成孔径系统为基本结构,分析和比较单个孔径与不同填充因子的六孔径环形系统的点扩散函数和调制传递函数特性,对系统成像性能和图像退化原因进行分析。仿真结果表明,运用Laplacian算子与参数维纳滤波复原算法对比维纳滤波,图像清晰度有明显提高,更好的实现环形合成孔径图像复原,其中填充因子最大为0.6的复原效果最佳,且峰值信噪比可以达到48.0286,实现合成孔径的高分辨率成像。

摘要： 航空光电成像系统由于像移的存在导致成像分辨率下降,严重影响航空光电系统的整机性能。采用像移补偿技术可以提高航空光电系统成像质量。分析了移动探测器像移补偿技术原理与运动光学元件像移补偿技术原理,重点研究了基于快调反射镜(FSM)的高精度像移补偿技术。通过工程简化分析,分别推导了快调反射镜位于平行光路和会聚光路的像移补偿随动角度规律,并针对会聚光路中快调反射镜带来的离焦量进行分析,讨论了离焦量对光学系统波像差的影响。仿真结果表明,随着离焦量的增加,波像差呈线性增大趋势。通过分析光学系统波像差对其光学调制传递函数(MTF)的影响,结果表明F数等于8,在奈奎斯特频率处,当离焦量在0.1 mm以内,光学调制传递函数MTF的下降量在26.6%以内。

摘要： 活体小动物成像系统是疾病研究、新药开发的重要组成部分.其中,X射线微型锥束计算机断层成像(X-ray micro cone-beam computed tomography,Micro-CBCT)能实现数十至数百微米空间分辨率的解剖结构成像研究.Micro-CBCT成像仪的一个关键挑战是其空间和对比度分辨率主要取决于X射线源焦斑大小、探测器分辨率和系统几何结构等因素.为提高Micro-CBCT的空间分辨率、对比度分辨率和成像均一性,本文基于毛细管X光透镜研制了一款能够调控照射X射线束斑孔径的Micro-CBCT扫描仪,用于小动物成像研究.此系统由微焦斑X射线源、非晶硅平板探测器、旋转工作台和控制电脑组成,并采用Feldkamp-Daivs-Kress算法重建投影图像.对该系统的性能进行了测试,结果表明,系统在10%调制传递函数下的空间分辨率为9.1 lp/mm,提高了1.35倍.同时,由于毛细管X光透镜对低能X射线的吸收和散射抑制作用,实现了2倍以上的对比度增强,减轻了多色X射线束硬化效应引起的图像均一性恶化问题.应用该Micro-CBCT系统对麻醉小鼠进行了活体成像,验证了该系统在小动物成像研究中的实用性.

摘要： 根据建立的变掺杂变组分反射式Al_(x)Ga_(1–x)As/GaAs光电阴极的分辨力模型以及调制传递函数(MTF)理论模型,仿真了材料中掺杂浓度线性变化、Al组分线性变化,掺杂浓度均匀不变、Al组分线性变化,掺杂浓度线性变化、Al组分均匀不变,掺杂浓度均匀不变、Al组分均匀不变这4种不同结构反射式光电阴极的分辨力特性.分析了Al组分、掺杂浓度、Al_(x)Ga_(1–x)As层厚度、GaAs层厚度和入射光波长对阴极分辨力的影响.仿真结果表明,阴极材料中掺杂浓度梯度变化以及Al组分梯度变化都可以提高反射式Al_(x)Ga_(1–x)As/GaAs光电阴极的分辨力,其中掺杂浓度线性变化的同时,Al组分线性变化对Al_(x)Ga_(1–x)As/GaAs光电阴极分辨力的影响最为明显.仿真结果还表明:Al组分从0.45线性变化至0时,阴极分辨力最好;掺杂浓度从1019—1018 cm^(–3)线性变化比保持1019 cm^(–3)不变,阴极分辨力更好;而阴极中Al_(x)Ga_(1–x)As、GaAs层厚度以及入射光波长对4种阴极分辨力的影响则有着不同的变化规律.

摘要： 针对航空光电系统成像性能要求,从探测器像元尺寸出发,研究了探测器像元尺寸对探测器动态范围、信噪比、调制传递函数等性能参数的影响,并分析了探测器像元尺寸对光电系统分辨率、信噪比、探测识别作用距离等总体性能参数的影响,最后列举了国外典型航空光电系统参数及其选用的探测器参数。通过分析探测器性能参数与系统总体性能参数之间的关系,给出探测器像元尺寸选型及航空光电系统Fλ/d典型值的建议,即一般情况下航空光电系统为了获得远距离高像质图像,优先选用大像元探测器,并综合权衡探测器像元尺寸与系统Fλ/d之间的关系,将Fλ/d控制在2以内。

摘要： 为了满足用户对虚拟现实头戴显示器大视场和高分辨率的需求,采用逆向设计方法,通过理论计算与软件仿真,设计了一种同轴大视场虚拟现实型头戴显示器的光学结构。结果表明,每个通道采用3片非球面透镜,全视场角为90°,出瞳直径为8mm,出瞳距离为13mm,在奈奎斯特频率10.58lp/mm处调制传递函数大于0.3,最大畸变为6.1%;与参考文献相比,此结构分辨率高、畸变小、像差平衡合理。该设计为优化大视场头戴显示器的光学结构提供了参考。

摘要： 本文介绍了光学系统调制传递函数、红外焦平面探测器调制传递函数的基本理论,介绍了国外九十年代初完成研制的两款红外焦平面探测器调制传递函数测试装置的情况,以及国内相关工作的研制情况,通过对理论的认识和实际测试装置的研究分析,提升了下一步进行红外焦平面探测器调制传递函数测试研究工作的高度.

摘要： 相比于可见光相机,红外相机地面分辨率相对较低,已有的基于靶标的方法无法用于调制传递函数评定;噪声等效温差是红外相机特有的指标,以前没有评定经验.本文实现了基于典型地物的脉冲法,用于调制传递函数在轨评定;提出了两种基于均匀目标的噪声等效温差在轨评定算法.利用地面成像试验中获取的红外图像,对算法进行了验证.结果表明,调制传递函数评定结果与实验室实测结果基本一致,精度较高;噪声等效温差评定算法比较稳定,且两种算法的评定结果基本一致.

摘要： 随着研制技术与应用的推进,光学遥感的高分辨率发展已成为必然趋势.如何实现高性能的成像质量,是遥感业界关注的重点.调制传递函数(MTF)反映了遥感成像系统传递各种频率正弦物调制度的能力,在轨MTF是衡量遥感系统辐射性能的核心指标.星载可见光遥感成像系统链路复杂,且随空间分辨率的不断提升,成像性能的影响因素更为复杂.本文对影响高分辨率可见光遥感在轨MTF的主要因素进行了分析,对主要测量方法的特点进行了比对,通过实测数据和典型成像条件仿真,重点对刃边法、三线法等测量方法中大气的影响进行了分析,认为大气对MTF的影响不可忽略,测量中三线法扣大气程辐射与刃边法结果相当.

摘要： 在遥感图像仿真中,为了定量模拟并分析平台抖动、探测器电子特性、大气衰减等因素对遥感成像质量的影响,需要有效计算遥感系统的调制传递函数(Modulate Transfer Function,MTF),并将其快速作用到仿真图像上.然而,由于遥感仿真图像的大数据量特性以及MTF退化包含多个计算密集型算法,使得计算效率成为一个瓶颈问题.为此,本文根据已有研究提出的MTF计算模型,分析了遥感仿真图像MTF退化的一般流程及主要环节的算法复杂度.在此基础上,提出了一种CPU-GPU协同计算的遥感仿真图像MTF退化并行算法.实验结果表明,该并行算法有效地发挥了GPU并行计算能力,并明显提高MTF退化处理效率.

摘要： 调制传递函数(MTF)是光学遥感成像系统像质评价的重要指标之一.静态MTF测试也日益成为遥感器设计与生产试验中重点考察和研究的项目.文章从常用的高对比度矩形靶标在实验室静态MTF测试中的理论基础出发,提出了靶标对比度由于制作工艺等限制难以达到设计要求值的实际情况,重点分析了由于靶标对比度的因素,对矩形靶标法评价MTF测试结果精度的影响,具体包括对成像系统不同输入能量、不同频率、以及不同谱段的条件下的MTF精度影响,为以后的靶标制作工艺要求及改进、提高遥感系统静态MTF提供相关理论指导和分析依据,并为评价结果提供定量化的精度分析.

摘要： 遥感图像的复原是获取高质量遥感图像的重要处理环节,对于载荷设计部门和应用部门都有十分重要的意义,论证了遥感图像复原和调制传递函数补偿的基本方法.而超大数据量遥感图像的复原处理的时间消耗和效果直接影响着后续遥感数据的处理效果,采用模块化的高性能DSP/FPGA的并行处理模块,可以实现在星上复原的实时化处理,提出了一种采用Tile多核处理器和NOC架构的新型并行处理系统构建新的星上实时处理架构,不仅可以满足高速、实时化处理的需要,而且具有伸缩性好、功耗低、体积小等特点,为提高遥感数据处理效率和应用技术水平有着重要意义.

摘要： 近年来,空间信息技术的不断发展和广泛应用,改变了人类观测地球的方式,拓宽了人类的视野,增强了人类认识世界的能力.而作为空间信息技术中重要组成部分的遥感技术近些年也是得到了飞速的发展,得益于微电子技术和新材料技术的不断突破,遥感传感器的分辨率不断提高,其应用也日益广泛,从单纯的科学研究逐渐过渡到经济建设、社会发展和人们的日常生活中来.随着遥感影像应用越来越广泛,对不同遥感系统成像的质量评价也就显得非常重要.rn 调制传递函数(MTF)是光学成像系统成像性能的一种重要的评价指标,其值的高低可以直接反映成像系统成像质量的好坏.而对于在轨运行的遥感成像系统会受到很多因素的影响,遥感器的成像性能会比实验室条件下降不少,因而利用遥感成像传感器的影像数据来检测成像系统的MTF,是检测成像系统在轨性能的重要手段.rn 随着各种传感器的发展,各种各样的MTF检测方法开始应用于工作于研究之中,主要有刀刃法,即通过刀刃型地物在成像后的表现来检测传感器MTF;脉冲法,即通过脉冲型地物在成像后的表现来检测传感器MTF;点光源法,即通过地面点光源在成像后的表现来检测传感器MTF;周期性靶标检测法,即通过地面周期性靶标(辐射状靶标)在成像后的表现来检测传感器MTF.这些方法各有特点与区别,本文即将探讨在卫星传感器进行地面成像时,各种方法的优势与特点.rn 本文首先介绍了MTF的理论基础和通过遥感影像来测定MTF的原理;然后在借鉴国内外研究经验的基础上,讨论了刀刃法、脉冲法、点光源法,以及利用了周期性靶标(辐射状靶标)来测试MTF的原理和计算步骤.同时使用国产资源一号02C星,资源3号卫星的数据进行测试,从而对上述的几种MTF检测方法进行比较和分析,进而得到在航天成像时,不同情况下所进行MTF检测的最优化方法.

摘要： 利用刃边法提取高分辨率遥感影像的MTF时,传统人工选取自然界地物刃边耗时费力,且主观性较大,刃边噪声较大,得到的MTF稳定性较差.为此本文提出了一种基于卷积神经网络(CNN)和自适应滤波算法的高分辨率遥感影像MTF自动提取方法.首先采用相位一致性(PC)算法提取候选刃边边缘影像,然后对边缘影像进行CNN分类,得到满足刃边条件的边缘影像,为进一步抑制噪声,对边缘影像进行自适应平滑滤波,对接近刃边的图像区域弱平滑,而远离刃边的图像区域被强平滑,最后对平滑后的影像利用刃边法提取MTF.本文使用GF-2全色影像为测试对象,选取嵩山人工靶标场区域,以MTF-Nyquist、MTF-50、MTF曲线包络面积三个指标作为MTF评价参数,分别使用人工和本文方法提取MTF,得到MTF评价参数基本一致,且与官方发布值一致;然后选择同一景影像上的两块堤坝区作为自然地物实验区,分别利用本文方法得到了多组堤坝刃边的MTF参数,进行加权平均统计后得到的两块堤坝区的MTF参数相近.因此相较于人工勾选刃边的方法,本文提出的方法能够自动筛选平滑自然地物刃边,并且对同种地物边缘能够提取多组MTF参数并加以统计减少偶然误差,抗噪能力更强,能够更加稳定、高效地提取高分影像MTF.

摘要： 利用刃边法提取高分辨率遥感影像的MTF时,传统人工选取自然界地物刃边耗时费力,且主观性较大,刃边噪声较大,得到的MTF稳定性较差.为此本文提出了一种基于卷积神经网络(CNN)和自适应滤波算法的高分辨率遥感影像MTF自动提取方法.首先采用相位一致性(PC)算法提取候选刃边边缘影像,然后对边缘影像进行CNN分类,得到满足刃边条件的边缘影像,为进一步抑制噪声,对边缘影像进行自适应平滑滤波,对接近刃边的图像区域弱平滑,而远离刃边的图像区域被强平滑,最后对平滑后的影像利用刃边法提取MTF.本文使用GF-2全色影像为测试对象,选取嵩山人工靶标场区域,以MTF-Nyquist、MTF-50、MTF曲线包络面积三个指标作为MTF评价参数,分别使用人工和本文方法提取MTF,得到MTF评价参数基本一致,且与官方发布值一致;然后选择同一景影像上的两块堤坝区作为自然地物实验区,分别利用本文方法得到了多组堤坝刃边的MTF参数,进行加权平均统计后得到的两块堤坝区的MTF参数相近.因此相较于人工勾选刃边的方法,本文提出的方法能够自动筛选平滑自然地物刃边,并且对同种地物边缘能够提取多组MTF参数并加以统计减少偶然误差,抗噪能力更强,能够更加稳定、高效地提取高分影像MTF.

摘要： 利用刃边法提取高分辨率遥感影像的MTF时,传统人工选取自然界地物刃边耗时费力,且主观性较大,刃边噪声较大,得到的MTF稳定性较差.为此本文提出了一种基于卷积神经网络(CNN)和自适应滤波算法的高分辨率遥感影像MTF自动提取方法.首先采用相位一致性(PC)算法提取候选刃边边缘影像,然后对边缘影像进行CNN分类,得到满足刃边条件的边缘影像,为进一步抑制噪声,对边缘影像进行自适应平滑滤波,对接近刃边的图像区域弱平滑,而远离刃边的图像区域被强平滑,最后对平滑后的影像利用刃边法提取MTF.本文使用GF-2全色影像为测试对象,选取嵩山人工靶标场区域,以MTF-Nyquist、MTF-50、MTF曲线包络面积三个指标作为MTF评价参数,分别使用人工和本文方法提取MTF,得到MTF评价参数基本一致,且与官方发布值一致;然后选择同一景影像上的两块堤坝区作为自然地物实验区,分别利用本文方法得到了多组堤坝刃边的MTF参数,进行加权平均统计后得到的两块堤坝区的MTF参数相近.因此相较于人工勾选刃边的方法,本文提出的方法能够自动筛选平滑自然地物刃边,并且对同种地物边缘能够提取多组MTF参数并加以统计减少偶然误差,抗噪能力更强,能够更加稳定、高效地提取高分影像MTF.

摘要： 从通过基于外部振动使驻极体组和电极组相对位移而执行振动激励发电的振动发电装置获得预定时间段中的、与输出发电电压有关的推移信息。执行对与输出发电电压有关的推移信息的傅里叶变换，以计算与输出发电电压有关的输出频谱信息。而且，通过考虑规定外部振动中包括的预定频率范围的外部振动的振动速度与振动发电装置的输出发电电压之间的相关性的传递函数信息，针对计算得到的输出频谱信息生成与预定时间段内的外部振动有关的振动速度信息，该传递函数信息含有对应于属于预定频率范围的多个频率中的每一个的、使外部振动的振动速度与振动发电装置的输出发电电压成为预定比例关系而设定的传递系数。因此，可以使用驻极体容易且精确地检测外部振动信息。

摘要： 从通过基于外部振动使驻极体组和电极组相对位移而执行振动激励发电的振动发电装置获得预定时间段中的、与输出发电电压有关的推移信息。执行对与输出发电电压有关的推移信息的傅里叶变换，以计算与输出发电电压有关的输出频谱信息。而且，通过考虑规定外部振动中包括的预定频率范围的外部振动的振动速度与振动发电装置的输出发电电压之间的相关性的传递函数信息，针对计算得到的输出频谱信息生成与预定时间段内的外部振动有关的振动速度信息，该传递函数信息含有对应于属于预定频率范围的多个频率中的每一个的、使外部振动的振动速度与振动发电装置的输出发电电压成为预定比例关系而设定的传递系数。因此，可以使用驻极体容易且精确地检测外部振动信息。

摘要： 本发明涉及一种基于序列遥感影像的调制传递函数补偿方法及装置，通过多帧序列卫星影像建立MTF降质模型，结合帧间配准求取MTF降质模型的几何变形扭曲矩阵，对MTF降质模型进行近似求解。进一步地，通过对近似求解结果执行数学变换，并根据数学变换结果建立先验概率模型以进行影像重建，以迭代计算对重建的影像结果进行算法优化，获得最终的MTF补偿结果影像。基于此，在不改变序列卫星影像成像系统硬件环境的基础上，通过改进的MTF补偿后整体提升，提升序列卫星影像的清晰度和信噪比，有效地控制噪声，改善序列卫星影像的成像质量，弥补传统MTF补偿方式的不足。

摘要： 本发明涉及一种用于检测具有至少一个透镜(6)或透镜组的光学系统(4)的成像品质的设备(2)。该设备(2)包括用于在光学系统(4)的视野中的多个位置处测量调制传递函数的MTF测量装置(10)，以及用于测量光学系统(4)的对中状态的对中测量装置(18)。另外，本发明还涉及用于凭借这种设备(2)来检测光学系统(4)的成像品质的方法。

摘要： 本申请公开了一种调制传递函数的计算方法、装置及电子设备，该方法包括：获取至少一张主动脉CT图像；确定主动脉CT图像中主动脉的中心；计算以中心为起点的射线对应的CT值，射线的终点在与主动脉相邻的组织内；根据CT值生成径向基函数；根据径向基函数、射线在线性成像系统中的理论成像计算调制传递函数。由于主动脉CT图像中主动脉具有较稳定的形态特征，因此，可以将原有的楔形物体扫描图像的调制传递函数计算公式推广到主动脉CT图像，使得通过主动脉CT图像就可以直接调制传递函数成为可能，方法简单、快速，且无需再通过不同空间分辨率的光栅成像来计算调制传递函数，成本低。

摘要： 本发明的实施例提供一种批量计算调制传递函数的方法，方法包括：预先为多张图片命名，使每张图片均具有文件名称，其中，图片的文件名称用于标识该张图片的测量视场位置；根据每张图片的文件名称识别该张图片的测量视场位置；基于图片的测量视场位置根据预先设定的感兴趣区域计算该张图片的调制传递函数。本发明的其它实施例还提供一种电子设备和一种计算机可读存储介质。

摘要： 本发明涉及一种用于检测具有至少一个透镜(6)或透镜组的光学系统(4)的成像品质的设备(2)。该设备(2)包括用于在光学系统(4)的视野中的多个位置处测量调制传递函数的MTF测量装置(10)，以及用于测量光学系统(4)的对中状态的对中测量装置(18)。

摘要： 本发明实施例公开了一种调制传递函数的检测方法及检测装置。该调制传递函数的检测方法包括：获取待测显示器的斜边图像参数；获取待测显示器的特征频率；根据特征频率确定滤波范围，并根据滤波范围对斜边图像参数进行低通滤波，得到滤波斜边图像参数；根据滤波斜边图像参数确定滤波斜边图像，并根据滤波斜边图像利用刃边法计算调制传递函数。本发明实施例的技术方案，根据特征频率确定滤波范围对斜边图像参数进行低通滤波后可以去除像素周期噪声，准确计算显示器的调制传递函数。

摘要： 本发明涉及一种基于序列遥感影像的调制传递函数补偿方法及装置，通过多帧序列卫星影像建立MTF降质模型，结合帧间配准求取MTF降质模型的几何变形扭曲矩阵，对MTF降质模型进行近似求解。进一步地，通过对近似求解结果执行数学变换，并根据数学变换结果建立先验概率模型以进行影像重建，以迭代计算对重建的影像结果进行算法优化，获得最终的MTF补偿结果影像。基于此，在不改变序列卫星影像成像系统硬件环境的基础上，通过改进的MTF补偿后整体提升，提升序列卫星影像的清晰度和信噪比，有效地控制噪声，改善序列卫星影像的成像质量，弥补传统MTF补偿方式的不足。

摘要： 本发明提出一种基于调制传递函数的激光反射层析成像质量评价方法，包括如下步骤：选取反射率分布均匀的目标，使用激光反射层析成像系统对目标成像，获得平面投影图像，并截取部分含有目标边缘信息的重构图像；提取重构图像的边缘扩散函数；对边缘扩散函数求微分得到重构图像的线扩散函数；对获的目标图像的线扩散函数后进行平滑后再做拟合处理，得到目标图像的准确的线扩散函数，将拟合后的线扩散函数作一维傅里叶变换得到激光反射层析成像系统的光学传递函数；对光学传递函数取模，以得到激光反射层析成像系统关于空间频率的调制传递函数；将空间频率转换为距离分辨率，使用基于距离分辨率的调制传递函数完成对激光反射层析成像质量的评价。